염색체 DNA와 중심세포 핵

진핵세포 내에서 가장 크고 가장 쉽게 볼 수 있는 세포소기관은 핵(라틴어로 커널 또는 견과류)이며 1831년 영국의 식물학자 로버트 브라운에 의해 처음 기술되었습니다. 핵은 거의 구형태이며, 동물의 세포에서는 통상, 세포의 중심 영역에 위치합니다. 몇몇 세포에서는 미세한 세포질 필라멘트의 네트워크가 이 위치에 핵을 흔들기도 하는 것 같습니다. 핵은 살아있는 진핵세포의 모든 활동을 지시하는 유전정보 저장소입니다. 진핵 세포의 대부분은 단일 핵을 가지고 있지만, 균류나 다른 몇몇 그룹의 세포는 몇 개의 핵을 가지고 있는 경우가 있습니다. 포유류의 적혈구는 성숙하면 핵을 잃습니다. 많은 핵은 리보솜 RNA의 집중적인 합성이 이루어지고 있는 영역인 뉴클레오루스라고 불리는 어두운 염색 영역을 나타냅니다.

 

염색체 DNA와 중심세포 핵

 

핵 표면으로 들어가고 나가기

핵의 표면은 두 개의 인지질 이중층 막으로 둘러싸여 있고, 이들은 함께 핵 외피를 구성합니다. 핵 외피의 외부 막은 세포질의 내부 막 체계와 연속되어 있으며, 이를 소포체라고 합니다. 달의 분화구처럼 핵 외피의 표면에 흩어져 있는 이 구멍들은 핵 구멍이라고 불리는 얕은 함몰부입니다. 이 구멍들은 핵 외피의 두 막이 서로 맞닿은 곳에서 50~80 나노미터 간격으로 형성됩니다. 핵기공은 빈 곳이 아니라 분자 통로 역할을 하는 단백질로 채워져 특정 분자가 핵으로 드나들 수 있습니다. (1) 핵 내로 이동하여 핵 구조에 편입되거나 핵 활동을 촉매하는 단백질, 그리고 핵 내에 형성된 RNA와 단백질-RNA 복합체가 세포질로 운반되는 두 종류의 분자로 통로가 제한됩니다.

염색체 포장된 DNA 

박테리아와 진핵생물 모두에서 DNA는 세포 구조와 기능을 지정하는 유전 정보를 포함합니다. 하지만, 박테리아의 원형 DNA와 달리 진핵생물의 DNA는 여러 개의 선형 염색체로 나누어져 있습니다. 세포가 분열할 때를 제외하고, 그것의 염색체는 단백질로 복잡한 DNA의 염색질이라고 불리는 실과 같은 가닥으로 완전히 확장됩니다. 이러한 열린 배열은 단백질이 DNA를 따라 특정한 뉴클레오티드 서열에 부착되도록 합니다. 이러한 접근 없이, DNA는 세포의 일상적인 활동을 지시할 수 없었습니다. 염색체는 단백질이라고 불리는 포장 단백질과 관련이 있습니다
히스톤 세포가 분열을 준비할 때 DNA는 히스톤 주위를 감아서 고도로 응축된 형태로 만듭니다. 이 응축의 초기 단계에서 DNA를 띠처럼 감으면 히스톤의 단위를 볼 수 있습니다. 뉴클레오솜이라고 불리는 이 초기 응집체는 끈 위의 구슬과 같습니다. DNA가 조밀한 덩어리가 될 때까지 코일링은 계속됩니다. 이렇게 완전히 응축된 염색체는 광학 현미경으로 세포를 촘촘하게 염색한 막대 모양으로 분할할 때 쉽게 볼 수 있습니다. 세포 분열 후 진핵생물의 염색체는 코일링을 풀고 더 이상 광학 현미경으로 개별적으로 구별할 수 없습니다. 염색체를 좀 더 확장된 형태로 풀어주면 효소가 DNA의 RNA 사본을 만들 수 있습니다. 이러한 RNA 사본을 통해서만 DNA에 있는 정보를 단백질의 합성을 지시할 수 있습니다.

진핵세포의 핵에는 그 세포의 유전 장치가 들어 있고, 그 세포를 나머지 세포와 분리합니다. 진핵세포의 특징은 그들의 DNA가 복잡한 염색체로 배열되어 있다는 것입니다.

 

 

내질 망상체 세포들의 구획화

진핵세포 내부에는 막이 채워져 있습니다. 광학 현미경의 저분해능은 보이지 않을 정도로 얇습니다 이 내막계는 세포를 채우고 구획으로 분할하여 분자가 세포 내부를 통과하게 해주며 지질과 단백질의 합성을 위한 표면을 제공합니다. 진핵세포 내에 이 막들이 존재하는 것은 진핵생물과 원핵생물의 가장 기본적인 구별 중 하나를 구성합니다.

내부막 중 가장 큰 것은 소포체(ER)라고 불립니다. 내질이라는 용어는 '세포질 내'를 의미하고 망상체라는 용어는 라틴어로 '작은 그물'을 의미합니다 혈장막과 마찬가지로 ER은 단백질이 내장된 지질 이중층으로 구성되어 있습니다. 그것은 세포 내부를 시트 모양으로 엮어 주름 사이에 일련의 채널을 만듭니다. 진핵세포에 있는 많은 구획 중에서 가장 큰 두 개는 ER의 내부 영역이자 시스널 공간이라고 불리며, 게다가 외부 영역인 세포질입니다.

러프 ER: 전달물질 단백질 제조

단백질 합성에 특화된 ER 표층 영역에는 리보솜, 단백질의 큰 분자 집합체 및 RNA 카피를 단백질로 변환하는 리보핵산(RNA)이 많이 포함되어 있습니다. 전자현미경을 통해 ER의 리보솜이 풍부한 영역은 사포의 표면처럼 울퉁불퉁하고 거친표면처럼 나타나므로 러프 ER이라고 불립니다.

러프 ER의 표면에서 합성된 단백질은 세포에서 내보낼 운명입니다. 수출되는 단백질에는 신호 배열이라고 불리는 특수한 아미노산 배열이 포함되어 있습니다. 자유 리보솜(막에 부착되지 않은 것)에 의해 새로운 단백질이 만들어지기 때문에 성장하는 폴리펩타이드의 신호배열은 리보솜과 그 일부 완성된 단백질을 ER 표면의 '도킹 부위'로 운반하는 인식인자에 부착됩니다. 단백질이 조립되면 그것은 ER막을 통과하여 내부 ER 컴파트먼트, 즉 시스널 공간으로 들어가고, 거기에서 소포에 의해 골지 장치로 운반됩니다. 그 후, 단백질은 소포 안을 이동하여 세포의 바깥쪽으로 방출됩니다.

스무스 ER: 내부 활동 정리

결합 리보솜이 비교적 적은 ER의 영역을 스무스 ER이라고 부릅니다. 평활한 ER의 막에는 많은 임베디드 효소가 포함되어 있으며, 대부분은 막과 관련된 경우에만 활성화됩니다. 예를 들어, ER 안에 고정된 효소는 다양한 탄수화물과 지질의 합성을 촉매합니다. 고환, 장, 뇌와 같은 광범위한 지질 합성을 실시하는 세포에서는 특히 매끄러운 ER이 풍부합니다. 간에서는 평활한 ER의 효소가 암페타민, 모르핀, 코데인, 페노바르비탈을 포함한 약물의 해독에 관여하고 있습니다. 몇몇 소포는 안쪽으로 싹을 틔움으로써 플라즈마 막에 형성되며, 이것은 엔도사이토시스라고 불리는 과정입니다. 그 후 몇 가지는 세포질로 이동하여 매끄러운 소포체와 융합합니다. 다른 것들은 2차 리소좀 또는 다른 내부 소포를 형성합니다.

 

내질망상체(ER)는 진핵세포의 내부를 구획과 채널로 분할하는 접히는 막의 광범위한 시스템입니다. Rough(러프) ER은 단백질을 합성하고, 매끄러운(스무스) ER은 지질과 기타 생합성 활성의 합성을 조직합니다.